Hvordan 'tilfældige' lasere virker

Tilfældige lasere er en type laser, der ikke har et veldefineret hulrum eller resonator. I stedet er de afhængige af multipel spredning af lys i et uordnet medium for at opnå laserhandling. Når lys spredes flere gange i mediet, kan det undergå konstruktiv interferens, hvilket fører til forstærkning af visse bølgelængder af lys og emission af laserlys.

Den nøjagtige mekanisme for lasering i tilfældige lasere er stadig ikke fuldt ud forstået, men det antages generelt, at følgende betingelser er nødvendige:

1. Stærk spredning: Mediet skal kunne sprede lys kraftigt i alle retninger. Dette kan opnås ved at bruge materialer med høj brydningsindekskontrast, såsom halvlederpulvere eller kolloide suspensioner.

2. Forstærkning medium: Mediet skal også indeholde et forstærkningsmedium, som er et materiale, der kan forstærke lyset. Dette kan opnås ved at dope mediet med fluorescerende farvestoffer eller halvleder nanokrystaller.

3. Feedbackmekanisme: Det spredte lys skal kunne undergå konstruktiv interferens i mediet. Dette kan opnås ved flere spredningsbegivenheder eller ved tilstedeværelsen af ​​resonanshulrum i mediet.

Når disse betingelser er opfyldt, kan der forekomme tilfældig lasering. Emissionsbølgelængden af ​​den tilfældige laser bestemmes af mediets forstærkningsspektrum og mediets spredningsegenskaber.

Tilfældige lasere har en række fordele i forhold til traditionelle lasere, såsom deres enkelhed, lave omkostninger og kompakte størrelse. De er også mere modstandsdygtige over for skader og kan fremstilles i en række forskellige former og størrelser. Tilfældige lasere har dog typisk lavere udgangseffekt og kohærens end traditionelle lasere.

Tilfældige lasere har en bred vifte af potentielle anvendelser, herunder:

* Biomedicinsk billeddannelse

*Sansning

* Viser

* Telekommunikation

* Laserkirurgi

Forskning i tilfældige lasere er i gang, og nye applikationer til denne teknologi bliver hele tiden opdaget.